ETI I ROK	Patryk Moryń grupa L3		21.03.2009 r.
	Pomiar pojemności kondensatora metodą mostka Wheatstona'a.	Ocena

1. Wprowadzenie

1. Dostarczanie przewodnikowi ładunku powoduje wzrost jego potencjału, przy czym potencjał odosobnionego przewodnika jest proporcjonalny do zgromadzonego na nim ładunku:

Gdzie:

- ładunek elektryczny,

V - potencjał,

C - pojemność elektryczna.

2. Pojemność elektryczna przewodnika - współczynnik proporcjonalności podanej zależności. Definiowany jest jako:

3. Farad - jednostka pojemności. 1F jest to pojemność takiego przewodnika, w którym zmiana ładunku o 1kolumb powoduje zmianę potencjału o 1 wolt:

4. Praktyczne znaczenie mają układy składające się z dwóch (lub więcej) przewodników różnoimiennie naładowanych równymi pod względem wielkości ładunkami.

5. Okładki - przewodniki tworzące kondensator.

6. Ochrona kondensatora od wpływu pól zewnętrznych polega na nadaniu okładkom kształtu takiego, aby pole wytwarzane przez zgromadzony na nich ładunek było prawie całkowicie zawarte wewnątrz kondensatora.

7. Ze względu na kształt geometryczny okładek określamy je odpowiedni kondensatorami płaskimi, sferycznymi lub cylindrycznymi.

8. Pojemność kondensatora nie zależy od doprowadzonego do niego ładunku ani od potencjału. O pojemności decyduje kształt, wielkość i rozmieszczenie okładek oraz rodzaj dialektryka wypełniającego przestrzeń między nimi.

9. Kondensatory możemy łączyć:

Szeregowo - wyznaczamy pojemność zastępczą za wzory:

Równolegle - wyznaczamy pojemność zastępczą ze wzoru:

Mostek Wheatstone`a.

Schemat zestawu do pomiaru pojemności.

G - generator akustyczny, T - słuchawki, C - kondensator dekadowy,

Cx - kondensator badany.

2. Tabela pomiarów

Nr kondensatora	Pomiar 3	Pomiar 4	Pomiar 5	Wartość średnia
C1	590	595	600	595
C2	980	990	997	989
C3	80	83	83	82
C4	290	304	306	300
C5	1990	2040	2000	2010
Połączenia szeregowe C1+C 3	70	76	73	73
Połączenia równoległe C1+C3	690	680	688	686

3. Przebieg ćwiczenia

Układ połączyliśmy według schematu. Dobieraliśmy wartości pojemności kondensatora i dokonaliśmy pięciokrotnie pomiaru dla jednego kondensatora C_X . Obliczyliśmy wartości średnie dla każdego kondensatora. Następnie połączyliśmy kondensatory C₁ i C₃ szeregowo i równolegle. Wykonaliśmy 5 pomiarów. Dane umieściliśmy w tabeli pomiarów.

4. Obliczenia

Wartości średnie dla poszczególnych kondensatorów:

Oraz wartości dla kondensatorów C₁ i C₃ połączonych szeregowo:

A także wartości dla kondensatorów C₁ i C₃ połączonych równolegle:

Niepewność standardowa u (C_x śr) obliczamy ze wzoru:

Dla kondensatora C_1:

Dla kondensatora C_{2 :}

Dla kondensatora C₃ :

Dla kondensatora C₄ :

Dla kondensatora C₅ :

Pojemność zastępcza dla kondensatorów C₁ i C₃ połączonych szeregowo obliczamy ze wzoru:

Pojemność zastępcza dla kondensatorów C₁ i C₃ połączonych równolegle obliczamy ze wzoru:

Niepewność złożona dla połączenia szeregowego :

Niepewność złożona dla połączenia równoległego:

Zestawienie wyników:

Pojedyncze kondensatory: Dla połączonych szeregowo:

Dla połączonych równolegle:

Porównanie danych w %:

• Dla połączenia równoległego:

C_R:

• Dla połączenia szeregowego:

C_S:

5.Wnioski

Celem naszego ćwiczenia było wyznaczenie pojemności kondensatora metodą mostka Wheatstone'a. Należy zwrócić uwagę, że w naszych obliczeniach uwzględniliśmy 3 ostatnie pomiary. Z doświadczenia wynika, że pojemność zastępcza kondensatora złożonego z kondensatorów połączonych szeregowo jest mniejsza od pojemności mniejszego kondensatora składowego.

• Pojemność zastępcza kondensatora złożonego z kondensatorów łączonych równolegle jest sumą pojemności kondensatorów składowych.

i

• Przy pomiarze kondensatorów wyniki otrzymane bezpośrednio z pomiaru są bardzo zbliżone do obliczonych wyników.

Z pomiaru: Z obliczeń:

---